雙圓弧齒輪齒廓參數(shù)優(yōu)化設計及有限元分析.pdf

1、齒輪傳動被公認為工業(yè)化的象征，而雙圓弧齒輪傳動的優(yōu)點是漸開線齒輪傳動無法比擬的：首先，圓弧齒輪為凸凹搭配，具有很小的誘導曲率，因此接觸強度高，承載能力大；其次，該齒輪初期為點接觸，故制造誤差和變形對接觸情況影響不大，經(jīng)跑合后逐漸變?yōu)榫€接觸，這種線接觸是在受載后經(jīng)跑合而形成的，它能適應于受載的情況，具有優(yōu)良的潤滑性能，提高了齒輪的使用壽命；第三，沒有根切問題，機構(gòu)的尺寸可以更小。雙圓弧齒輪的輪齒是一個空間螺旋體，形狀非常復雜，加上齒形設計

2、靈活，因而利用先進的設計計算方法和計算機技術(shù)對雙圓弧齒輪的齒廓參數(shù)進行形狀設計研究和有限元彎曲強度、接觸強度分析具有特別重要的意義。由于雙圓弧齒輪的齒廓參數(shù)是影響雙圓弧齒輪承載能力和動態(tài)性能的重要因素，因此，本文利用拓撲優(yōu)化、有限元方法等現(xiàn)代設計方法就法面雙圓弧齒輪的齒廓參數(shù)對齒輪彎曲強度、接觸強度進行了認真深入的分析研究。 本文首先以標準齒輪(GB/T12759-1991)為基礎，選擇法面模數(shù)為4的一組齒廓參數(shù)進行優(yōu)化，得到一

3、組優(yōu)化的法面齒廓參數(shù)，然后以優(yōu)化的齒廓參數(shù)為準運用Pro/E軟件強大的參數(shù)化建模功能創(chuàng)建了分階式法面雙圓弧齒輪的三維實體模型，建模過程中利用了Pro/E的參數(shù)化建模功能實現(xiàn)了該三維模型的參數(shù)化設計，可以很方便地對不同齒廓參數(shù)的雙圓弧齒輪進行有限元分析與計算，然后利用Pro/E強大的有限元分析模塊進行載荷的施加和網(wǎng)格的劃分，生成有限元文件后導入到ANSYS軟件中進行法面雙圓弧齒輪的彎曲應力的有限元分析，并對接觸應力的有限元分析方法進行探索